Запись объемных пропускающих голограмм сингулярных пучков в фоторефрактивном кристалле силиката висмута

  • Се Чжао Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Иван Геннадьевич Даденков Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Елена Александровна Мельникова Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Алексей Леонидович Толстик Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Разработка и совершенствование методов получения и детектирования оптических вихрей позволяют расширить область их применения. В настоящей работе реализована импульсная запись динамических голограмм сингулярных пучков в фоторефрактивном кристалле силиката висмута. На представленной экспериментальной установке записывались пропускающие объемные динамические голограммы с использованием широкого спектрального диапазона для восстановления голографического изображения. В качестве источника сингулярного пучка применялась объемная статическая голограмма, записанная в слое фотополимера. Восстановление записанной голограммы осуществлялось с помощью непрерывного лазера с другой длиной волны, что позволило пространственно разделить записывающий и восстанавливающий пучки. Также был реализован интерференционный метод определения топологического заряда оптического вихря с использованием прошедшего и восстановленного лучей.

Биографии авторов

Се Чжао, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

магистрант кафедры лазерной физики и спектроскопии физического факультета. Научный руководитель – А. Л. Толстик

Иван Геннадьевич Даденков, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории нелинейной оптики и спектроскопии физического факультета

Елена Александровна Мельникова, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук, доцент; доцент кафедры лазерной физики и спектроскопии физического факультета

Алексей Леонидович Толстик, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор физико-математических наук, профессор; заведующий кафедрой лазерной физики и спектроскопии физического факультета

Литература

  1. Nye JF, Berry MV. Dislocations in wave trains. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 1974;336(1605):165–190.
  2. Courtial J, Dholakia K, Allen L, Padgett MJ. Gaussian beams with very high orbital angular momentum. Optics Communications. 1997;144(4–6):210–213. DOI: 10.1016/S0030-4018(97)00376-3.
  3. Romanov OG, Gorbach DV, Tolstik AL. Frequency transformation of optical vortices upon nondegenerate multiwave interaction in dye solutions. Optics and Spectroscopy. 2010;108(5):768–773. DOI: 10.1134/S0030400X10050152.
  4. Tolstik AL. Singular dynamic holography. Russian Physics Journal. 2016;58(10):1431–1440. DOI: 10.1007/s11182-016-0665-3.
  5. Pochi Yeh. Introduction to photorefractive nonlinear optics. New York: Wiley; 1993. 410 p.
  6. Kornienko T, Kisteneva M, Shandarov S, Tolstik A. Light-induced effects in sillenite crystals with shallow and deep traps. Physics Procedia. 2017;86:105–112. DOI: 10.1016/j.phpro.2017.01.029.
  7. Dadenkov IG, Tolstik AL, Miksyuk YuI, Saechnikov KA. Photoinduced absorption and pulsed recording of dynamic holograms in bismuth silicate crystals. Optics and Spectroscopy. 2020;9:1401–1406. DOI: 10.1134/S0030400X20090052.
  8. Zhi Hao Jiang, Werner DH. Electromagnetic vortices: wave phenomena and engineering applications. [S. l.]: Wiley; 2022. 496 p. DOI: 10.1002/9781119662945.
  9. Allen L, Beijersbergen MW, Spreeuw RJC, Woerdman JP. Orbital angular momentum of light and the transformation of La¬ guerre – Gaussian laser modes. Physical Review A. 1992;45(11):8185–8189. DOI: 10.1103/PhysRevA.45.8185.
  10. Ngcobo S, Litvin I, Burger L, Forbes A. A digital laser for on-demand laser modes. Nature Communications. 2013;4:2289. DOI: 10.1038/ncomms3289.
  11. Galinier L, Renaud-Goud P, Brusau J, Kergadallan L, Augereau J, Simon B. Spiral diopter: freeform lenses with enhanced multifocal behavior. Optica. 2024;11(2):238–244. DOI: 10.1364/OPTICA.507066.
  12. Shiyao Fu, Chunqing Gao. Optical vortex beams. Singapore: Tsinghua University Press; 2023. 362 р. Chinese. DOI:10.1007/978- 981-99-1810-2.
  13. Bjelkhagen HI. Holographic recording materials and their processing. In: Guenther RD, Steel DG, Bayvel L, editors. Encyclopedia of modern optics. Volume 2. Oxford: Elsevier; 2004. p. 47–57.
  14. Dadenkov IG, Tolstik AL, Miksiuk YI, Saechnikov KA. Pulse recording of dynamic holograms in bismuth silicate crystal in a broad wavelength range. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. 2022;22(6):1025–1030. Russian. DOI: 10.17586/2226-1494-2022-22-6-1025-1030.
  15. Tolstik AL, Ivakin EV, Dadenkov IG. Light beam transformation and material diagnostics by dynamic holography methods. Journal of Applied Spectroscopy. 2023;90(2):407–413. DOI: 10.1007/s10812-023-01547-1.
Опубликован
2024-09-18
Ключевые слова: голография, фоторефрактивные кристаллы, оптические вихри, силикат висмута, интерферен­ционная картина
Поддерживающие организации Работа выполнена в рамках государственной исследовательской программы «Фотоника и электроника для инноваций» и при финансовой поддержке Китайского национального фонда обучения за рубежом.
Как цитировать
Чжао, С., Даденков, И. Г., Мельникова, Е. А., & Толстик, А. Л. (2024). Запись объемных пропускающих голограмм сингулярных пучков в фоторефрактивном кристалле силиката висмута. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 3, 4-9. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/6328
Выпуск
№ 3 (2024): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Оптика и спектроскопия

Copyright (c) 2024 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).